JP2010264657A - 熱収縮性積層フィルム、該フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル及び容器 - Google Patents

熱収縮性積層フィルム、該フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル及び容器 Download PDF

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Abstract

【課題】熱収縮特性、透明性、常温における層間接着に優れ、高温で処理しても剥離しにくく、かつ、加工時等にフィルムを折り曲げた際に生じる白化を抑制した、収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した熱収縮性積層フィルムの提供。
【解決手段】A層をポリエステル系樹脂を主成分として含有する樹脂組成物、B層をA層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない、ポリスチレン系樹脂とポリエステル系樹脂とからなる樹脂組成物、C層をB層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない、ポリスチレン系樹脂とポリエステル系樹脂とからなる樹脂組成物でそれぞれ構成し、これらの積層フィルムを少なくとも一方向に延伸して得られる熱収縮性積層フィルムの80℃温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向の熱収縮率を20%以上とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、熱収縮性積層フィルム、並びに該フィルムを用いた成形品、熱収縮性ラベル及び容器に関する。より詳しくは、本発明は、熱収縮特性、透明性、常温における層間接着に優れ、高温で処理しても剥離しにくく、かつ、加工時等にフィルムを折り曲げた際に生じる白化(いわゆる折り曲げ白化)を抑制した、収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した熱収縮性積層フィルム、並びに該フィルムを用いた成形品及び容器に関する。
現在、ジュース等の清涼飲料、ビール等のアルコール飲料等は、瓶、ペットボトル等の容器に充填された状態で販売されている。上記の用途に対し、室温において剛性があり、耐熱性や耐溶剤性に優れ、かつ自然収縮が小さいポリエステル系熱収縮フィルムが主として使用されている。しかしながら、ポリエステル系熱収縮フィルムは、ポリスチレン系熱収縮フィルムと比較すると、急激に収縮するため容器に装着した際に収縮斑やしわが生じやすいといった問題点があった。また、シュリンクフィルムには使用後の容器からシュリンクラベルを容易に剥がす目的でミシン目が設けられていることが多いが、ポリエステル系熱収縮フィルムでは、ミシン目におけるカット性が悪く、ラベルを容器から容易に剥がせない場合がある。
一方、優れた低温収縮性を有するポリスチレン系熱収縮フィルムも多く使用されている。しかし、ポリスチレン系熱収縮フィルムは、低温伸度が低く、冷蔵保存時に誤って落下したときに、容器に装着したラベルが破袋してしまうという問題点があった。またポリスチレン系熱収縮フィルムは耐溶剤性が不十分であることから、通常の有機溶剤ベースのグラビアインキを用いて印刷すると、フィルムがカールしたり、ラベルに残留する溶剤量が増加し、印刷後にブロッキングが生じたり、有機溶剤臭が発生したりする場合も多かった。
上記問題を解決する手段として、これまでにポリスチレン系樹脂で構成される中間層にポリエステル系樹脂で構成される表裏層が積層された2種3層の積層フィルムが報告されている(例えば特許文献1から3を参照)。しかし、この2種3層の積層フィルムは、通常輸送中のフィルム同士の擦れや、人の爪等による引っ掻きによる、表層・裏層間の剥離が生じることがあり、品質の観点から不十分な点が多かった。この2種3層フィルムの層間剥離強度を改良するため、特許文献4では、中心層にスチレン単位、共役ジエン単位、オキサゾリン単位の含有量を調整した樹脂組成物を用いたフィルムが開示されている。しかしながら、オキサゾリン基のような反応基を利用し、表層のポリエステル系樹脂との層間接着強度を上げる場合、押出加工中における表層と中心層の合流時間の長さが剥離強度に大きく影響を及ぼすため、生産性向上のため、ライン速度を増加させた場合などにおいて、強度が著しく低下する恐れがあるため、不十分なところが多い。
また、上記2種3層フィルムの層間剥離強度を改良するため、表層と裏層との間に接着層を形成させる方法も採用されている。例えば、特許文献5にはオレフィン系樹脂からなる接着層を介してポリスチレン系樹脂からなる中間層とポリエステル系樹脂からなる表裏層を積層させてなる熱収縮性積層フィルムが開示されている。しかしながら、該熱収縮性積層フィルムを容器に装着すると、熱収縮工程において、表層と裏層とが剥離するといった不具合があり、優れた外観が得られなかった。また、熱収縮工程や残留溶剤により生じる剥離を改善する手法として、ポリエステル系エラストマーを接着層に有するフィルムが開示されている(例えば、特許文献6、7参照)。これらのフィルムに関しては、接着性等に効果があるものの、加工時等にフィルムを折り曲げた際に生じる白化、いわゆる折り曲げ白化が生じ、フィルムの意匠性を保つのに不具合が生じることがある。
特公平05−005659号公報 特開平7−137212号公報 特開2002−351332号公報 特開2008−207487号公報 特開2006−15745公報 特開2008−037093号公報 特開2008−62640号公報
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、熱収縮特性、透明性、常温における層間接着に優れ、高温で処理しても剥離しにくく、かつ、加工時等にフィルムを折り曲げた際に生じる白化(いわゆる折り曲げ白化)を抑制した、収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した熱収縮性積層フィルムを提供することにある。
また、本発明のもう一つの課題は、前記熱収縮性積層フィルムを用いた熱収縮性フィルム、該熱収縮性フィルムからなる熱収縮性ラベル、成形品、及び該熱収縮性ラベルを装着した容器を提供することにある。
本発明者は、主成分としてポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物から形成される(A)層と、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有する(B)層、及び(C)層の組成を鋭意検討した結果、上記従来技術の課題を解決し得るフィルムを得ることに成功し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の目的は、下記(A)層と(C)層との間に(B)層を有する少なくとも3層からなる積層フィルムを少なくとも一方向に延伸してなる熱収縮性積層フィルムであって、80℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向における熱収縮率が20%以上であることを特徴とする熱収縮性積層フィルム(以下、「本発明のフィルム」という。)により達成される。
(A)層:主成分としてポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物
(B)層:ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(A)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物
(C)層:ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(B)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物
本発明のフィルムにおいて、前記(B)層、前記(C)層、又は前記(B)層及び前記(C)層が、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の相溶化を促進する相溶化剤をさらに含有し、前記相溶化剤が、下記(a)〜(e)の少なくとも1種であることが好ましい。
(a)オキサゾリン基含有スチレン系共重合体
(b)スチレン−無水マレイン酸共重合体
(c)ポリエステル系エラストマーまたは変性ポリエステル系エラストマー
(d)ポリスチレン系エラストマーまたは変性ポリスチレン系エラストマー
(e)幹成分と枝成分が異なるグラフト共重合体であり、前記グラフト共重合体の幹成分または枝成分が、ポリエステル系樹脂またはポリスチレン系樹脂からなる樹脂組成物
また、前記(C)層に含有されるポリスチレン系樹脂が、芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン共重合体を含有することが好ましい。
また、前記(A)層を構成するポリエステル系樹脂が、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する成分を含み、かつ、ジオール成分としてエチレングリコール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールに由来する成分を含むことが好ましい。
また、前記(A)層が最外層となり、(A)/(B)/(C)/(B)/(A)の3種5層構成からなることが好ましい。
前記熱収縮性フィルムから主収縮方向150mm、主収縮方向と直交する方向15mmの大きさで試験片を採取した後、該試験片の主収縮方向の端面から前記(A)層を一部剥離し、前記(A)層の剥離部と、前記(C)層を含む被剥離部とを引張試験機のチャックで挟み、主収縮方向に対する試験速度100mm/minで180度剥離試験を行ったときの層間剥離強度が1N/15mm幅以上であることが好ましい。
さらには、JIS K7105に準拠したヘーズ値が10%以下であることが好ましい。
本発明のフィルムは、該フィルムを基材としてなる成形品、熱収縮性ラベル、及びこの成形品又は熱収縮性ラベルを装着した容器として用いることができる。
本発明のフィルムであれば、優れた熱収縮特性や透明性を示すと同時に、輸送時や爪による引っかきによる剥離の抑制や、ボトル装着工程における高温での処理における剥離の抑制が可能となり、さらには、従来の技術では達成し難かった加工時等にフィルムを折り曲げた際に生じる白化を抑制した、優れた外観や加工特性を有する熱収縮性フィルムを提供することができる。
また、本発明の成形品、熱収縮性ラベル及び該ラベルを装着した容器は、本発明のフィルムを用いているため、包装用途に好適な成形品、熱収縮性ラベル、及び優れた美観を有する前記ラベルを装着した容器を提供することができる。
本発明のフィルムの好適な実施態様における重ね合わせ部付近の断面図(その1)である。 本発明のフィルムの好適な実施態様における重ね合わせ部付近の断面図(その2)である。 本発明のフィルムの好適な実施態様における重ね合わせ部を形成した状態を説明する説明図である。
以下、本発明のフィルム、成形品、熱収縮性ラベル、及びこの成形品又は熱収縮性ラベルを装着した容器(以下、「本発明の容器」という。)について詳細に説明する。
なお、本明細書において、「主成分とする」とは、各層を構成する樹脂の作用・効果を妨げない範囲で、他の成分を含むことを許容する趣旨である。さらに、この用語は、具体的な含有率を制限するものではないが、各層の構成成分全体の50質量%以上、好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上であって100質量%以下の範囲を占める成分である。
〔熱収縮性積層フィルム〕
本発明のフィルムは、下記(A)層と(C)層との間に(B)層を有する少なくとも3層からなる積層フィルムを少なくとも一方向に延伸してからなる熱収縮性積層フィルムであって、80℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向における熱収縮率が20%以上であることを特徴とする熱収縮性積層フィルムである。
(A)層:主成分としてポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物
(B)層:ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(A)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物
(C)層:ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(B)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物
<(A)層 >
本発明では、(A)層は、主成分としてポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物から構成される。
(ポリエステル系樹脂)
本発明のフィルムの(A)層を構成するポリエステル系樹脂は、フィルムに剛性と耐破断性と低温収縮性を付与しつつ、自然収縮を抑えることができる。本発明において好適なポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸残基とジオール残基とから誘導されるポリエステル系樹脂である。ジカルボン酸残基の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2−クロロテレフタル酸、2,5−ジクロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、4,4−スチルベンジカルボン酸、4,4−ビフェニルジカルボン酸、オルトフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ビス安息香酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4−ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4−ジフェノキシエタンジカルボン酸、5−Naスルホイソフタル酸、エチレン−ビス−p−安息香酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸又はそれらのエステル誘導体から誘導される残基が挙げられる。これらのジカルボン酸残基は、1種を単独で、又は2種以上を含有していてもよい。前記ポリエステル系樹脂としては、テレフタル酸とエチレングリコールとを含むポリエステル樹脂が好適に用いられる。
本発明において、より好ましくはジカルボン酸残基とジオール残基の少なくとも一方が、2種以上の残基からなる混合物である。本明細書では、前記2種以上の残基において、主残基、すなわち質量(モル%)が最多のものを第1残基とし、該第1残基よりも少量のものを第2残基以下の残基(すなわち、第2残基、第3残基・・・)とする。ジカルボン酸残基とジオール残基とをこのような混合物系にすることにより、得られるポリエステル系樹脂の結晶性を低くできるため、(A)層として用いた場合、さらには、後述する(B)層、(C)層に用いた場合においても、結晶化の進行を抑えることができるため好ましい。
好ましいジオール残基混合物としては、例えば、第1残基として前記エチレングリコール残基、第2残基として1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及び1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群から選ばれる少なくとも一種から誘導される残基、好ましくは1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を用いたものが挙げられる。
また、好ましいジカルボン酸残基混合物としては、例えば、第1残基としてテレフタル酸残基、第2残基としてイソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸及びアジピン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種から誘導される残基、好ましくはイソフタル酸残基を用いたものが挙げられる。
前記第2残基以下のジカルボン酸残基及びジオール残基の総量の含有率は、前記ジカルボン酸残基の総量(100モル%)と前記ジオール残基の総量(100モル%)との合計(200モル%)に対して、10モル%以上、好ましくは20モル%以上であり、40モル%以下、好ましくは35モル% 以下である。前記2残基以下の残基の含有率が10モル%以上であれば、得られるポリエステルの結晶化度を低く抑えることができる。一方、前記2残基以下の残基の含有率が40モル%以下であれば、第1残基の長所を活かすことができる。
例えば、ジカルボン酸残基がテレフタル酸残基であり、ジオール残基の第1残基がエチレングリコール残基、第2残基が1,4−シクロヘキサンジメタノール残基である場合、第2残基である1,4−シクロヘキサンジメタノール残基の含有率は、ジカルボン酸残基であるテレフタル酸残基の総量(100モル%)と、エチレングリコール残基及び1,4−シクロヘキサンジメタノール残基の総量(100モル%)との合計(200モル%)に対して10モル%以上、好ましくは15モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上であり、かつ40モル%以下、好ましくは38モル%以下、さらに好ましくは35モル%以下の範囲である。この範囲でジオール残基としてエチレングリコール残基及び1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を用いることにより、得られるポリエステルの結晶性がほとんどなくなり、かつ耐破断性も向上できる。
さらに前記の例において、ジカルボン酸残基が第1残基としてテレフタル酸残基、第2残基としてイソフタル酸残基からなる場合、ジカルボン酸残基であるイソフタル酸残基とジオール残基である1,4−シクロヘキサンジメタノール残基との含有率は、テレフタル酸残基及びイソフタル酸残基の総量(100モル%)と、エチレングリコール残基及び1,4−シクロヘキサンジメタノール残基との総量(100モル%)の合計(200モル%)に対して10モル%以上、好ましくは15モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上であり、かつ40 モル%以下、好ましくは38%モル以下、さらに好ましくは35モル%以下の範囲である。
上記ポリエステル系樹脂の屈折率(n)は、1.560以上1.580以下、好ましくは1.565以上1.574以下である。
上記ポリエステル系樹脂の固有粘度(IV)は、0.5dl/g以上、好ましくは0.6dl/g以上、さらに好ましくは0.7dl/g以上であり、かつ1.5dl/g以下、好ましくは1.2dl/g以下、さらに好ましくは1.0dl/g以下である。固有粘度(IV)が0.5dl/g以上であれば、フィルム強度特性や耐熱性が低下することを抑えられる。一方、固有粘度が1.5dl/g以下であれば、延伸張力の増大に伴う破断等を防ぐことができる。
市販の上記ポリエステル系樹脂の例として、「PETGcoplyester6763」(イーストマンケミカル社製)、「Embrace LV」(イーストマンケミカル社製)、「PETGSKYGREENS2008」(SKケミカル社製)などが挙げられる。
(A)層に含まれるポリエステル系樹脂は、(A)層を構成する樹脂の総量に対して50質量%以上、好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上含有されていれば、ポリエステル系樹脂以外の他の樹脂を含有させても構わない。そのような樹脂を例示すれば、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂が挙げられ、中でもポリスチレン系樹脂が好ましい。
本発明のフィルムの(A)層で用いられるポリエステル系樹脂としては、前記ジカルボン酸残基とジオール残基とから誘導されるポリエステル系樹脂以外にも、カルボン酸残基とアルコール残基とを1分子中に持つモノマーを重合したポリエステル樹脂を用いることもできる。特に乳酸を縮重合したポリ乳酸は剛性、低温収縮性、低自然収縮性を付与することから好適に用いることができる。
本発明のフィルムの(A)層は、フィルムの剛性保持や、自然収縮の抑制、及び耐溶剤性の観点から、最外層となることが好ましい。(A)層を最外層にした場合、通常の有機溶剤ベースのグラビアインキを用いて印刷された際、フィルムがカールしたり、ラベルに残留する溶剤量が増加し、印刷後にブロッキングが生じたり、有機溶剤臭が発生したりすることが少なく好ましい。
本発明のフィルムの(A)層が、最外層となる場合、フィルムの滑り性やブロッキング防止のため、フィルムの最外層を構成する層に非相溶性の樹脂をブレンドする手法や、アンチブロッキング剤と呼ばれるものを添加することが好ましい。
前記アンチブロッキング剤を例示すると、シリカ、タルク、炭酸カルシウムなどの無機粒子、無機酸化物、炭酸塩、または、架橋アクリル系、架橋ポリエステル系、架橋ポリスチレン系、シリコーン系等の有機粒子などが挙げられる。また、多段階で重合せしめた多層構造を形成した有機粒子も用いることができる。中でも、シリカや有機粒子が好ましく用いられる。
前記アンチブロッキング剤はフィルム表面を荒らすことにより、滑り性や耐ブロッキング性を発現させるため、適切な添加量、及び、種類を選択しなければ、透明性や、フィルムの光沢を阻害してしまう。これは、(A)層が最外層となる場合の熱収縮性フィルムに関しても同様である。上記アンチブロッキング剤の添加量は、(A)層を構成する樹脂組成物全体の質量を基準(100質量%)として、0.01質量%以上2質量%以下とすることが好ましく、0.015質量%以上1.5質量%以下がより好ましく、0.02質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。前記アンチブロッキング剤の添加量が少なすぎる場合、フィルム表面へアンチブロッキング剤が析出しづらく、フィルム表面に凹凸を形成しづらいため、十分な滑り性や耐ブロッキング性を発現しづらい。また、逆に多すぎる場合、フィルム表面の過剰な凹凸が生じやすく、表面荒れによる透明性の阻害や、過剰な滑り性の付与によるフィルムロールの巻きづれなどが生じやすい。
前記アンチブロッキング剤の形状は、特に限定されるものではないが、(A)層内での凝集抑制、均一分散の観点、透過する光の乱反射抑制、及びフィルム表面に形成される凹凸の観点から球状のものが好ましく用いられる。前記アンチブロッキング剤の粒径は、0.5μm以上10μm以下が好ましく、1μm以上8μm以下がより好ましく、1μm以上6μm以下がさらに好ましい。前記アンチブロッキング剤の粒径が小さすぎる場合、表面へ析出しづらく、また、表面に析出したビーズにおいても、滑り性や耐ブロッキング性を発現するに十分な凹凸を付与しづらい。一方、前記アンチブロッキング剤の粒径が大きすぎる場合、本発明のフィルムに印刷を施し、意匠性を高める場合において、インキ抜けなどが生じやすく、印刷図柄の外観を損ねるため好ましくない。前記アンチブロッキング剤の粒径分布は、特に制限されるものではないが、前記粒径の大小による弊害の関係より、粒径分布が狭いものの方が好ましい。粒径分布が広くなりすぎると、前述した好ましく用いられる粒径の範囲より逸脱するものが含まれる可能性があり、好ましくない。
<(B)層>
本発明では、(B)層は、前述した(A)層と後述する(C)層との間に有する。さらに、(B)層は、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(A)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物主成分から構成される。
(ポリエステル系樹脂)
本発明のフィルムの(B)層において好適に用いられるポリエステル系樹脂は、上記した(A)層におけるものと同様である。また、(B)層において用いられるポリエステル系樹脂は、本発明の規定する範囲を超えない限り、(A)層で使用されるポリエステル系樹脂と同様のポリエステル系樹脂でもよく、また、(A)層で使用されるポリエステル系樹脂とは異なるポリエステル系樹脂を用いてもよい。さらに、(B)層において用いられるポリエステル系樹脂は、本発明の規定する範囲を超えない限り、後述する(C)層で使用されるポリエステル系樹脂と同様のポリエステル系樹脂でもよく、また、(C)層で使用されるポリエステル系樹脂とは異なるポリエステル系樹脂を用いてもよい。
(ポリスチレン系樹脂)
本発明のフィルムの(B)層において用いられるスチレン系樹脂は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合が好適に用いられる。スチレン系炭化水素としては、例えば、ポリスチレン、ポリ(p−、m−又はo−メチルスチレン)、ポリ(2,4−、2,5−、3,4−又は3,5−ジメチルスチレン)、ポリ(p−t−ブチルスチレン)等のポリアルキルスチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−ブロモスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−フルオロスチレン)、ポリ(o−メチル−p−フルオロスチレン)等のポリハロゲン化スチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロメチルスチレン)等のポリハロゲン化置換アルキルスチレン;ポリ(p−、m−又はo−メトキシスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−エトキシスチレン)等のポリアルコキシスチレン;ポリ(o−、m−、又はp−カルボキシメチルスチレン)等のポリカルボキシアルキルスチレン;ポリ(p−ビニルベンジルプロピルエーテル)等のポリアルキルエーテルスチレン;ポリ(p−トリメチルシリルスチレン)等のポリアルキルシリルスチレン;さらにはポリビニルベンジルジメトキシホスファイド等が挙げられる。該スチレン系炭化水素ブロックは、これらの単独重合体、共重合体及び/又はスチレン系炭化水素以外の共重合可能なモノマーをブロック内に含んでいてもよい。
共役ジエン系炭化水素の例としては、ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3ヘキサジエン等が挙げられる。共役ジエン系炭化水素ブロックは、これらの単独重合体、共重合体及び/又は共役ジエン系炭化水素以外の共重合可能なモノマーをブロック内に含んでいてもよい。
本発明の(B)層で好ましく用いられるスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体の1つとしては、スチレン系炭化水素がスチレンであり、共役ジエン系炭化水素がブタジエンである、スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体(SBS)が挙げられる。SBSは、スチレン/ブタジエンの質量%比が(95〜60)/(5〜40)程度であることが好ましく、(93〜60)/(7〜40)であることがより好ましく、(90〜60)/(10〜40)程度であることがさらに好ましい。さらに、SBSのメルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)は、2g/10分以上、好ましくは3g/10分以上であり、かつ15g/10分以下、好ましくは10g/10分以下、さらに好ましくは8g/10分以下であることが望ましい。
本発明では、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体としてスチレン−イソプレン−ブタジエンブロック共重合体(SIBS)も好適に用いられる。SIBSにおいて、スチレン/イソプレン/ブタジエンの質量%比は、(60〜90)/(5〜40)/(5〜30)であることが好ましく、(60〜85)/(10〜30)/(5〜25)であることがより好ましく、(60〜80)/(10〜25)/(5〜20)であることがさらに好ましい。さらに、SIBSのメルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)は、2g/10分以上、好ましくは3g/10分以上であり、かつ15g/10分以下、好ましくは10g/10分以下、さらに好ましくは8g/10分以下であることが望ましい。ブタジエン含有量が多くイソプレン含有量が少ないと、押出機内部等で加熱されたブタジエンが架橋反応を起こして、ゲル状物が増す場合がある。一方、ブタジエン含有量が少なくイソプレン含有量が多いと、ブタジエンの架橋反応が抑制され、ゲル状物が抑制される場合がある。
上記スチレン系樹脂組成物は単体に限られず、2種類以上の混合物であってもよい。例えば、上記スチレン系樹脂がSBSとSIBSの混合物である場合、SBS/SIBSの質量%比は、(90〜10)/(10〜90)程度であることが好ましく、(80〜20)/(20〜80)程度であることがより好ましく、(70〜30)/(30〜70)程度であることがさらに好ましい。
本発明のフィルムの(B)層に含まれる上記スチレン系樹脂組成物の含有率は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、(B)層を構成する樹脂組成物総量の15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましい。但し、GPPSを含有する場合、GPPSのTg(損失弾性率E”のピーク温度)が100℃程度と非常に高いため、混合するGPPSの含有率は、(B)層を構成する樹脂総量の20質量%以下、好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下とすることが望ましい。
本発明のフィルムの(B)層に含まれるスチレン系樹脂組成物がスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合である場合、前記ブロック共重合体のJIS K7142に準拠して測定された屈折率(n)は、(B)層に含まれるポリエステル系樹脂組成物の屈折率(n)の±0.02、好ましくは±0.015の範囲内であることが望ましい。すなわち、上述したポリエステル系樹脂の好ましい屈折率(n)より、用いられるスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体の屈折率(n) は、1.540以上1.600以下が好ましく、より好ましくは1.550以上1.590以下であり、さらに好ましくは1.555以上1.585以下である。このように、ポリスチレン系樹脂の屈折率(n)とポリエステル系樹脂の屈折率(n)との差を所定の範囲内に調整することにより、混練して製膜した場合においても、良好な透明性を有するフィルムが得られる。
前記スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素のブロック共重合体は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素の組成比を適宜調整することにより、その屈折率(n)をほぼ所望の値に調整できる。したがって、(B)層で用いられるポリエステル系樹脂組成物の屈折率(n)に対応して、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素の組成比を調整することによりn±0.02の範囲内の屈折率(n)が得られる。この所定の屈折率は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体単体で調整しても、2種以上の樹脂を混合して調整してもよい。
本発明において、(B)層に含まれる上記スチレン系樹脂組成物の0℃における貯蔵弾性率(E’)は1.00×10Pa以上であることが好ましく、1.50×10Pa以上であることがさらに好ましい。この0℃における貯蔵弾性率(E’)は、上記スチレン系樹脂組成物を所定の厚みのフィルムに成形した場合におけるフィルムの剛性、つまりフィルムの腰の強さを表す。1.00×10Pa以上の貯蔵弾性率(E’)を有することにより、本発明のフィルムを成形した場合、前述した(A)層または、後述する(C)層との接着性を付与できるとともに、高温雰囲気化にて収縮させた際、(A)層または、(C)層との間でのデラミを抑制できる。さらに重要なのは、加工時等にフィルムを折り曲げた際に生じる白化、いわゆる折り曲げ白化を抑制できるため好ましい。この貯蔵弾性率(E’)は、上述のスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体の単体、2種以上の該共重合体の混合物、又は透明性を損なわない範囲でその他の樹脂と混合することにより得られる。
(B)層に用いられるポリスチレン系樹脂として、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体の混合系又は該共重合体と他の樹脂との混合系を用いる場合には、耐破断性を担わせる共重合体又は樹脂と剛性を担わせる共重合体又は樹脂とを適宜選択すると、良好な結果を得ることができる。すなわち、高い耐破断性を有するスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体と、高い剛性を有するスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体とを組み合わせることにより、あるいは高い耐破断性を有するスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体と、高い剛性を有する他の種類の樹脂組成物とを混合することにより、それらのスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素の合計組成、あるいはそれらと他の種類の樹脂との混合物が、所望の屈折率(n)及び0℃における貯蔵弾性率(E’)を満たすように調整できる。
前述した(A)層または、後述する(C)層との接着性を付与可能なスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体として好ましいものは、ブロックSBS及びランダムブロックSBSである。中でも、0℃における貯蔵弾性率(E’)が1.00×10Pa以上5.00×10Pa以下であり、さらに損失弾性率(E”)のピーク温度の少なくとも一つは0℃以下にある粘弾性特性を有するものが特に好ましい。0℃における貯蔵弾性率が1.0×10Pa以上であれば、剛性を担う樹脂のブレンド量を増やすことにより積層体をフィルムに成形した場合に、フィルムに腰の強さを付与することができる。一方、損失弾性率(E”)のピーク温度において、低温側の温度は主に耐破断性を示す。該特性は延伸条件によって変化するものの、延伸前の状態で損失弾性率(E”)のピーク温度が0℃以下に存在しない場合、(A)層または、(C)層との接着性が低下したり、積層フィルムをフィルムに成形した場合に、十分な破断性をフィルムに付与することが困難となる場合がある。
また、剛性を付与可能な樹脂としては、0℃での貯蔵弾性率(E’)が2.00×10Pa以上のスチレン系炭化水素からなる共重合体、例えばブロック構造を制御したスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体、ポリスチレン、スチレン系炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体を例示できる。
ブロック構造を制御したスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体の特性として0℃での貯蔵弾性率(E’)が2.00×10Pa以上であるSBSが挙げられる。これを満たすSBSのスチレン−ブタジエンの組成比は、スチレン/ブタジエン=(95〜80)/(5〜20)程度で調整されることが好ましい。
本発明のフィルムの(B)層に含まれるスチレン系樹脂組成物の分子量は、重量(質量)平均分子量(Mw)が100,000以上、好ましくは150,000以上であり、かつ500,000以下、好ましくは400,000以下、さらに好ましくは300,000以下であることが望ましい。スチレン系樹脂の重量(質量)平均分子量(Mw)が100,000以上であれば、フィルムの劣化が生じるような欠点もなく好ましい。さらに、スチレン系樹脂組成物の重量(質量)平均分子量(Mw)が500,000以下であれば、流動特性を調整する必要なく、押出性が低下するなどの欠点もないため好ましい。
スチレン系樹脂組成物としてスチレン系炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステルとの共重合体を用いる場合、スチレン系炭化水素に共重合させる脂肪族不飽和カルボン酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートが挙げられる。好ましくは、スチレンとブチル(メタ)アクリレートとの共重合体であり、さらに好ましくは、スチレンが70質量%以上90質量%以下の範囲であり、かつTg(損失弾性率E”のピーク温度)が50℃以上90℃以下、メルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)が2g/10分以上15g/10分以下のものが用いられる。なお、上記(メタ)アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを示す。
(B)層に含まれる樹脂組成物は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂以外に、その他の樹脂組成物も混合できる。そのような樹脂組成物を例示すれば、後述する相溶化剤、ポリオレフィン系樹脂組成物、アクリル樹脂組成物、ポリカーボネート樹脂組成物などが挙げられる。中でも後述する相溶化剤を含有することが好ましい。
(相溶化剤)
本発明のフィルムの(B)層は、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の相溶化を促進する相溶化剤をさらに含有し、前記相溶化剤が、下記(a)〜(e)の少なくとも1種であることことが好ましい。
(a)オキサゾリン基含有スチレン系共重合体
(b)スチレン−無水マレイン酸共重合体
(c)ポリエステル系エラストマーまたは変性ポリエステル系エラストマー
(d)ポリスチレン系エラストマーまたは変性ポリスチレン系エラストマー
(e)幹成分と枝成分が異なるグラフト共重合体であり、前記グラフト共重合体の幹成分、または枝成分が、ポリエステル系樹脂、またはポリスチレン系樹脂からなる樹脂組成物
本発明のフィルムの(B)層に含有することができる相溶化剤は、ポリエステル系樹脂やスチレン系樹脂の分散性が向上し、フィルムの透明性向上、厚みの均一化が達成され、製造・生産性向上の観点から好ましく、さらには相溶化剤の使用により層間接着強度を向上させることができる。
(B)層に含有させる相溶化剤は、(B)層に含まれるポリエステル系樹脂と高い親和性を有する極性基又は該ポリエステル系樹脂と反応し得る極性基を有すると共に、(B)層に含まれるポリスチレン系樹脂とも相溶し得る、若しくは親和性の高い部位を有するスチレン系のブロック共重合体又はグラフト共重合体である。ポリエステル系樹脂と高い親和性を持つ極性基又は反応可能な官能基の具体例としては、例えば、酸無水物基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸塩化物基、カルボン酸アミド基、カルボン酸塩基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸塩化物基、スルホン酸アミド基、スルホン酸塩基、エポキシ基、アミノ基、イミド基、又はオキサゾリン基などの官能基が挙げられ、中でも酸無水物基、カルボン酸基又はカルボン酸エステル基、オキサゾリン基が好ましい。
また、スチレン系樹脂との相溶し得る部位を有するとは、例えば、スチレン系樹脂と親和性のある連鎖を有することを意味する。具体的には、スチレン鎖、スチレン系共重合体セグメントなどを主鎖、ブロック鎖又はグラフト鎖として有し、あるいはスチレン系モノマー単位を有するランダム共重合体などが挙げられる。
上記のような観点において、相溶化剤としては、下記(a)〜(e)の少なくとも1種であることことが好ましい。
(a)オキサゾリン基含有スチレン系共重合体
(b)スチレン−無水マレイン酸共重合体
(c)ポリエステル系エラストマーまたは変性ポリエステル系エラストマー
(d)ポリスチレン系エラストマーまたは変性ポリスチレン系エラストマー
(e)幹成分と枝成分が異なるグラフト共重合体であり、前記グラフト共重合体の幹成分、または枝成分が、ポリエステル系樹脂、またはポリスチレン系樹脂からなる樹脂組成物
オキサゾリン基含有スチレン系共重合体としては、エポクロス(日本触媒社製)等が挙げられる。
スチレン−無水マレイン酸共重合体としては、Dylarkシリーズ(NOVAChemicals社製)、Xiranシリーズ(Polyscope社製)等が挙げられる。
ポリエステル系エラストマー、または変性ポリエステル系エラストマーとしては、プリマロイ(三菱化学社製)、ペルプレン(東洋紡社製)、ハイトレル(東レ・デュポン社製)、バイロン(東洋紡社製)、ポリエスター(日本合成化学工業社製)等が挙げられる。
ポリスチレン系エラストマー、または変性ポリスチレン系エラストマーとしては、ダイナロン(JSR社製)、タフテック(旭化成ケミカルズ社製)、ハイブラー、セプトン(クラレ社製)等が挙げられる。
幹成分と枝成分が異なるグラフト共重合体であり、前記グラフト共重合体の幹成分、または枝成分が、ポリエステル系樹脂、またはポリスチレン系樹脂からなる樹脂組成物としては、モディパー(日油社製)、レゼダ(東亞合成社製)、VMX(三菱化学社製)等が挙げられる。
(B)層における相溶化剤の含有率は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、(B)層を構成する樹脂組成物100質量%に対し、1質量%以上、好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは 5質量%以上であり、40質量%以下、好ましくは35質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。相溶化剤が上記範囲であれば、期待される厚みの均一化や層間接着強度の向上が期待でき、かつ大幅な透明性の悪化を防ぐことができる。
<(C)層>
本発明では、(C)層は、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(B)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物主成分から構成される。
(ポリエステル系樹脂)
本発明のフィルムの(C)層において好適に用いられるポリエステル系樹脂は、上記した(A)層におけるものと同様である。また、(C)層において用いられるポリエステル系樹脂は、本発明の規定する範囲を超えない限り、(A)層で使用されるポリエステル系樹脂と同様のポリエステル系樹脂でもよく、また、(A)層で使用されるポリエステル系樹脂とは異なるポリエステル系樹脂を用いてもよい。さらに、(C)層において用いられるポリエステル系樹脂は、本発明の規定する範囲を超えない限り、(B)層で使用されるポリエステル系樹脂と同様のポリエステル系樹脂でもよく、また、(B)層で使用されるポリエステル系樹脂とは異なるポリエステル系樹脂を用いてもよい。また、(C)層において用いられるポリエステル系樹脂は、トリミングロス等により生じる再生原料中に含まれるポリエステル系樹脂でもよい。
(ポリスチレン系樹脂)
本発明のフィルムの(C)層において用いられるスチレン系樹脂は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合が好適に用いられる。スチレン系炭化水素としては、例えばポリスチレン、ポリ(p−、m−又はo−メチルスチレン)、ポリ(2,4−、2,5−、3, 4−又は3,5−ジメチルスチレン)、ポリ(p−t−ブチルスチレン)等のポリアルキルスチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−ブロモスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−フルオロスチレン)、ポリ(o−メチル−p−フルオロスチレン)等のポリハロゲン化スチレン;ポリ(o−、m−又はp−クロロメチルスチレン)等のポリハロゲン化置換アルキルスチレン;ポリ(p−、m−又はo−メトキシスチレン)、ポリ(o−、m−又はp−エトキシスチレン)等のポリアルコキシスチレン;ポリ(o−、m−、又はp−カルボキシメチルスチレン)等のポリカルボキシアルキルスチレン;ポリ(p−ビニルベンジルプロピルエーテル)等のポリアルキルエーテルスチレン;ポリ(p−トリメチルシリルスチレン)等のポリアルキルシリルスチレン;さらにはポリビニルベンジルジメトキシホスファイド等が挙げられる。該スチレン系炭化水素ブロックは、これらの単独重合体、共重合体及び/又はスチレン系炭化水素以外の共重合可能なモノマーをブロック内に含んでいてもよい。
共役ジエン系炭化水素の例としては、例えばブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等が挙げられる。共役ジエン系炭化水素ブロックは、これらの単独重合体、共重合体及び/又は共役ジエン系炭化水素以外の共重合可能なモノマーをブロック内に含んでいてもよい。
(C)層で好ましく用いられるスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体の1つとしては、スチレン系炭化水素がスチレンであり、共役ジエン系炭化水素がブタジエンである、スチレン−ブタジエン系ブロック共重合体(SBS)が挙げられる。SBSは、スチレン/ブタジエンの質量%比が(95〜60) /(5〜40)程度であることが好ましく、(93〜60)/(7〜40)であることがより好ましく、(90〜60)/(1 0〜40)程度であることがさらに好ましい。さらに、SBSのメルトフローレート(MFR)測定値(測定条件: 温度200℃、荷重49N)は、2g/10分以上、好ましくは3g/10分以上であり、かつ15g/10分以下、好ましくは10g/10分以下、さらに好ましくは8g/10分以下であることが望ましい。
本発明で好ましく使用されるスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体の他のものは、スチレン−イソプレン−ブタジエンブロック共重合体(SIBS)である。SIBSにおいて、スチレン/イソプレン/ブタジエンの質量%比は、(60〜90)/(5〜40)/(5〜30)であることが好ましく、(60〜85)/(10〜30)/(5〜25)であることがより好ましく、(60〜80)/(10〜25)/(5〜20)であることがさらに好ましい。さらに、SIBSのメルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)は、2g/10分以上、好ましくは3g/10分以上であり、かつ15g/10分以下、好ましくは10g/10分以下、さらに好ましくは8g/10分以下であることが望ましい。ブタジエン含有量が多くイソプレン含有量が少ないと、押出機内部等で加熱されたブタジエンが架橋反応を起こして、ゲル状物が増す場合がある。一方、ブタジエン含有量が少なくイソプレン含有量が多いと、原料単価が上昇し、製造コストが嵩む場合がある。
上記スチレン系樹脂は単体に限られず、2種類以上の混合物であってもよい。例えば、上記スチレン系樹脂がSBSとSIBSの混合物である場合、SBS/SIBSの質量%比は、(90〜10)/(10〜90) 程度であることが好ましく、(80〜20)/(20〜80) 程度であることがより好ましく、(70〜30)/(30〜70)程度であることがさらに好ましい。
(C)層に含まれるスチレン系樹脂の含有率は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、(C)層を構成する樹脂組成物総量の50質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがさらに好ましい。但し、GPPSを含有する場合、GPPSのTg(損失弾性率E”のピーク温度)が100℃程度と非常に高いため、混合するGPPSの含有率は、(C)層を構成する樹脂総量の20質量%以下、好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下とすることが望ましい。
前記スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素のブロック共重合体は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素の組成比を適宜調整することにより、JIS K7142に準拠して測定された、その屈折率(n)をほぼ所望の値に調整できる。したがって、(C)層で用いられるポリエステル系樹脂の屈折率(n) に対応して、(C)層で用いられるスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素の組成比を調整することによりn±0.02の範囲内の屈折率(n)が得られる。すなわち、上述したポリエステル系樹脂の好ましい屈折率(n)より、用いられるスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体の屈折率(n) は、1.540以上1.600以下が好ましく、より好ましくは1.550以上1.590以下であり、さらに好ましくは1.555以上1.585以下である。この所定の屈折率は、スチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体単体で調整しても、2種以上の樹脂を混合して調整してもよい。
本発明において、(C)層に含まれるスチレン系樹脂の振動周波数10Hz、歪み0.1%、0℃における貯蔵弾性率(E’)は1.00×109Pa以上であることが好ましく、1.50×109Pa以上であることがさらに好ましい。この0℃における貯蔵弾性率(E’)は、フィルムの剛性、つまりフィルムの腰の強さを表す。1.00×109Pa以上の貯蔵弾性率(E’)を有することにより、透明性に加え、剛性を備えたフィルムが得られる。この貯蔵弾性率(E’)は、上述のスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体の単体、2種以上の該共重合体の混合物、又は透明性を損なわない範囲でその他の樹脂と混合することにより得られる。
(C)層の主成分としてスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体の混合物又はこの共重合体と他の樹脂との混合物を用いる場合には、耐破断性を担わせる共重合体又は樹脂と剛性を担わせる共重合体又は樹脂とを適宜選択すると、良好な結果を得ることができる。すなわち、高い耐破断性を有するスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体と、高い剛性を有するスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体とを組み合わせることにより、あるいは高い耐破断性を有するスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体と、高い剛性を有する他の種類の樹脂とを混合することにより、それらのスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素の合計組成、あるいはそれらと他の種類の樹脂との混合物が、所望の屈折率(n)及び0℃における貯蔵弾性率(E’)を満たすように調整できる。
耐破断性を付与可能なスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体として好ましいものは、ピュアブロックSBS及びランダムブロックSBSである。中でも、0℃における貯蔵弾性率(E’)が1.00×108Pa以上1.00×109Pa以下であり、さらに損失弾性率(E”)のピーク温度の少なくとも一つは−20℃以下にある粘弾性特性を有するものが特に好ましい。0℃における貯蔵弾性率が1.0×108Pa以上であれば、剛性を担う樹脂のブレンド量を増やすことにより腰の強さを付与することができる。一方、損失弾性率(E”)のピーク温度において、低温側の温度は主に耐破断性を示す。この特性は延伸条件によって変化するものの、延伸前の状態で損失弾性率(E”)のピーク温度が−20℃以下に存在しない場合、十分なフィルム破断性を積層フィルムに付与することが困難となる場合がある。
また、剛性を付与可能な樹脂としては、0℃での貯蔵弾性率(E’)が2.00×109Pa以上のスチレン系炭化水素からなる共重合体、例えばブロック構造を制御したスチレン系炭化水素と共役ジエン系炭化水素とのブロック共重合体、ポリスチレン、スチレン系炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステル共重合体を例示できる。
ブロック構造を制御したスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素ブロック共重合体としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体の特性として0℃での貯蔵弾性率(E’)が2.00×109Pa以上であるSBSが挙げられる。これを満たすSBSのスチレン−ブタジエンの組成比は、スチレン/ブタジエン=(95〜80)/(5〜20)程度で調整されることが好ましい。
ブロック共重合体の構造及び各ブロック部分の構造としては、ランダムブロック及びテーパードブロックであることが好ましい。より好ましくは、その収縮特性を制御するために、損失弾性率(E”) のピーク温度が40℃以上にあり、さらに好ましくは、40℃以下には明確な損失弾性率(E”) のピーク温度がないことである。損失弾性率(E”)のピーク温度が40℃まで見かけ上存在しない場合、ほぼポリスチレンと同様な貯蔵弾性率特性を示すため、フィルムの剛性を付与することが可能となる。また、40℃以上、好ましくは40℃以上90℃以下の範囲に損失弾性率(E”)のピーク温度が存在する。このピーク温度は主に収縮率に影響を及ぼす因子であり、この温度が40℃以上90℃以下の範囲であれば、自然収縮及び低温収縮率が極端に低下することもない。
上記粘弾性特性を満たすようなスチレン系炭化水素−共役ジエン系炭化水素共重合体の重合方法を以下に示す。通常にスチレン又はブタジエンの一部を仕込んで重合を完結させた後、スチレンモノマーとブタジエンモノマーの混合物を仕込んで重合反応を続行させる。これにより、重合活性の高いブタジエンの方から優先的に重合し、最後にスチレンの単独モノマーからなるブロックが生じる。
例えば、先ずスチレンを単独重合させ、重合完結後、スチレンモノマーとブタジエンモノマーの混合物を仕込んで重合を続行させると、スチレンブロックとブタジエンブロックとの中間にスチレン・ブタジエンモノマー比が次第に変化するスチレン・ブタジエン共重合体部位をもつスチレン−ブタジエンブロック共重合体が得られる。このような部位を持たせることにより、上記粘弾性特性を持つポリマーを得ることができる。この場合には、前述したようなブタジエンブロックとスチレンブロックに起因する2つのピークが明確には確認できず、見かけ上、1つのピークのみが存在するように見える。つまり、ピュアブロックやブタジエンブロックが明確に存在するランダムブロックのSBSのようなブロック構造では、ブタジエンブロックに起因するTgが0℃以下に主に存在してしまうため、0℃での貯蔵弾性率(E’)が所定の値以上にすることが難しくなってしまう。
また、分子量も関してはメルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)が2g/10分以上15g/10分以下の範囲で調整される。この剛性を付与するスチレン−ブタジエンブロック共重合体の混合量は、その熱収縮性積層フィルムの特性に応じて適宜調整され、(C)層を構成する樹脂総量の20質量%以上80質量% 以下、好ましくは40質量%以上70質量%以下の範囲で調整されることが望ましい。樹脂総量の80質量%以下であれば、フィルムの剛性は大幅に向上でき、かつ耐破断性を低下させることを抑えることができる。一方、樹脂総量の20質量%以上であれば、フィルムに十分な剛性を付与できる。
(C)層に含まれるポリスチレン系樹脂の分子量は、重量(質量)平均分子量(Mw)が100,000以上、好ましくは150,000以上であり、かつ500,000以下、好ましくは400,000以下、さらに好ましくは300,000以下であることが望ましい。ポリスチレン系樹脂の重量(質量)平均分子量(Mw)が100,000以上であれば、フィルムの劣化が生じるような欠点もなく好ましい。さらに、ポリスチレン系樹脂の分子量が500,000以下であれば、流動特性を調整する必要なく、押出性が低下するなどの欠点もないため好ましい。
ポリスチレン系樹脂としてスチレン系炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステルとの共重合体を用いる場合、スチレン系炭化水素に共重合させる脂肪族不飽和カルボン酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートが挙げられる。好ましくは、スチレンとブチル(メタ)アクリレートとの共重合体であり、さらに好ましくは、スチレンが70質量%以上90質量%以下の範囲であり、かつTg(損失弾性率E’’のピーク温度)が50℃以上90℃以下、メルトフローレート(MFR)測定値(測定条件:温度200℃、荷重49N)が2g/10分以上15g/10分以下のものが用いられる。なお、上記(メタ) アクリレートとは、アクリレート及び/又はメタクリレートを示す。
スチレン系炭化水素と脂肪族不飽和カルボン酸エステルとの共重合体の(C)層における含有量は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、(C)層を構成する樹脂組成物総量に対して20質量%以上70質量%以下の範囲で調整される。70質量%以下で混合すれば、フィルムの剛性を大幅に向上でき、かつ良好な耐破断性を維持できる。また、20質量%以上で混合すれば、フィルムに十分な剛性を付与できる。
(C)層には、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂以外に、その他の樹脂を混合することもできる。そのような樹脂を例示すれば、例えば、後述する相溶化剤、ポリオレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、中でも後述する相溶化剤を含有することが好ましい。
(相溶化剤)
本発明のフィルムの(C)層は、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の相溶化を促進する相溶化剤をさらに含有し、前記相溶化剤が、下記(a)〜(e)の少なくとも1種であることことが好ましく、(C)層において用いる相溶化剤は、上記した(B)層におけるものと同様である。
(a)オキサゾリン基含有スチレン系共重合体
(b)スチレン−無水マレイン酸共重合体
(c)ポリエステル系エラストマーまたは変性ポリエステル系エラストマー
(d)ポリスチレン系エラストマーまたは変性ポリスチレン系エラストマー
(e)幹成分と枝成分が異なるグラフト共重合体であり、前記グラフト共重合体の幹成分、または枝成分が、ポリエステル系樹脂、またはポリスチレン系樹脂からなる樹脂組成物
(C)層における相溶化剤の含有率は、本発明の規定する範囲を超えない限り、特に限定されるものではないが、(C)層を構成する樹脂組成物100質量%に対し、1質量%以上、好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは 5質量%以上であり、40質量%以下、好ましくは35質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。相溶化剤が上記範囲であれば、期待される厚みの均一化や層間接着強度の向上が期待でき、かつ大幅な透明性の悪化を防ぐことができる。
(各層への添加物)
本発明のフィルムは、上述した成分のほか、本発明の効果を著しく阻害しない範囲で、成形加工性、生産性及び熱収縮性フィルムの諸物性を改良・調整する目的で、各層に可塑剤及び/又は粘着付与樹脂を、各層を構成する樹脂総量に対して1質量%以上、好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上であり、かつ10質量%以下、好ましくは8質量%以下、さら好ましくは5質量%以下の範囲で含有させることができる。可塑剤及び/又は粘着付与樹脂の含有率が樹脂総量に対して10質量%以下であれば、溶融粘度の低下や耐熱融着性の低下が小さく、自然収縮も起こりにくい。さらに、本発明のフィルムは、前記可塑剤及び粘着付与樹脂以外にも目的に応じて各種の添加剤、例えば紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、無機フィラーなどを各用途に応じて適宜添加することができる。
<フィルムの層構成>
本発明のフィルムは、(A)層と(C)層との間に(B)層を有する少なくとも3層からなる積層構成のものであれば、層構成は特に限定されるものではない。
本発明において好適な積層構成は前記(A)層が最外層となり、(A)/(B)/(C)/(B)/(A)の3種5層構成である。この層構成を採用することにより、本発明の目的であるフィルムの良好な収縮特性、層間剥離の抑制を実現した、収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した熱収縮性積層フィルムを生産性、経済性よく得ることができる。
次に、本発明の好適な実施形態の一つである(A)/(B)/(C)/(B)/(A)の3種5層構成のフィルムについて説明する。
本発明のフィルムにおいて、(A)層と(C)層との厚さ比は、(A)層を1とした場合、(C)層が2以上、好ましくは3以上、さらに好ましくは4以上であり、かつ12以下、好ましくは10以下、さらに好ましくは8以下である。また、(B)層の厚さは、(A)層の厚さの合計の10%以上、好ましくは15%以上であり、150%以下、好ましくは100%以下、さらに好ましくは80%以下の厚さであることが望ましい。(B)層の厚さが(A)層の厚さの合計の10%以上であれば、良好な接着効果が得られ、また150%以下、すなわち(A)層の合計の厚さの1.5倍以下の厚さであれば透明性が大幅に低下することもない。
本発明のフィルムの総厚みは特に限定されないが、原料コスト等をできるだけ抑える観点からは薄い方が好ましく、具体的には延伸後の厚さが60μm以下であることが好ましく、55μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることがさらに好ましく、45μm以下であることが最も好ましい。
<収縮特性>
本発明のフィルムは、80℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向における熱収縮率が20%以上である。好ましくは25%以上、さらに好ましくは30%以上であり、かつ70%以下、好ましくは65%以下、さらに好ましくは60%以下である。また、50℃温水中に10秒間浸漬したときの熱収縮率が少なくとも一方向において5%以下、好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下の範囲であることが好ましい。また、本発明のフィルムは、70℃温水中に10秒間浸漬したときの熱収縮率は少なくとも一方向において10%以上、30%未満、好ましくは10%以上25%以下、さらに好ましくは10%以上20%以下の範囲であることが好ましい。
なお、本明細書において「少なくとも一方向」とは、主収縮方向と主収縮方向と直交する方向のいずれか又は両方向を意味し、通常は主収縮方向を指す。ここで、「主収縮方向」とは、縦方向と横方向のうち延伸方向の大きい方向を意味し、例えば、ボトルに装着する場合にはその外周方向に相当する方向である。
50℃温水中に10秒間浸漬したときの熱収縮率が5%より大きくなる場合、フィルムの自然収縮率が大きくなる可能性が高く、ロール状に巻いて保管した際の巻き絞まりや、ロール端面が不揃いとなる外観不良を引き起こすことが考えられる。
また、70℃付近の主収縮方向における熱収縮率が10%未満であると、熱収縮力が小さいため、例えば積層フィルムを前記の容器用ラベルとして用いた場合に、容器に仮止めできないため、高温になるとフィルムが天面の方向にずれ上がってしまう場合がある。一方、70℃付近で主収縮方向における熱収縮率が30%より大きくなると、低温域で急激に熱収縮が起こるため、所定の位置で熱収縮させることができない場合がある。一方、80℃付近の主収縮方向における熱収縮率が30% 未満であると、前記容器の首部や天面において熱収縮が不十分となるため、80℃付近の主収縮方向における熱収縮率は30%以上、好ましくは40%以上、さらに好ましくは50%以上であることが望ましい。
したがって、70℃及び80℃温水中に10秒間浸漬したときの少なくとも一方向における熱収縮率が上記範囲内であれば、70℃付近の低温域では積層フィルムが、例えば容器に仮止めされる程度の熱収縮性を有し、かつ70℃を超えて80℃付近の高温域では急激に収縮が起こるようになり、その結果、所定の位置で、容器の胴部はもとより胴部と比べて非常に細い首部や天面もおいてもシワやアバタ等の異常が発生せず、かつ均一な収縮が得られ、美麗な収縮仕上がりとなる。
本発明のフィルムがPET製容器用ラベルとして用いられる場合、80℃温水中に10秒間浸漬したときの直交方向の熱収縮率は20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、8%以下であることがさらに好ましい。また70℃温水中に10秒間浸漬したときの直交方向の熱収縮率は10%以下であることが好ましく、5%以下であることがより好ましく、3%以下であることがさらに好ましい。直交方向の収縮率が10%を越えるとラベル用途において収縮後に縦方向の収縮が顕著となり、寸法ずれや外観上不具合を生じる場合がある。
<透明性>
本発明の熱収縮性積層フィルムの透明性はJIS K7105に準拠して測定されたヘーズ値により評価され、ヘーズ値は10%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましく、5%以下がさらに好ましい。ヘーズ値が10%以下であれば、良好な透明性を得られ、美麗な印刷等が可能となる。
<層間剥離強度>
本発明の熱収縮性積層フィルムは、少なくとも一方向に延伸して熱収縮性フィルムに成形し、該熱収縮性フィルムから主収縮方向150mm、主収縮方向と直交する方向15mmの大きさで試験片を採取した後、該試験片の主収縮方向の端面から前記(A)層を一部剥離し、前記(A)層の剥離部と、前記(C)層を含む被剥離部とを引張試験機のチャックで挟み、主収縮方向に対する試験速度100mm/minで180度剥離試験を行ったときの層間剥離強度が1N/15mm幅以上であり、好ましくは1.5N/15mm幅以上であり、さらに好ましくは2N/15mm幅以上である。本発明のフィルムは、熱収縮性フィルムに成形した場合の層間剥離強度が1N/15mm幅以上であるため、輸送時の振動や、爪等の引っ掻きによる層間剥離が生じる等のトラブルが生じることもない。
<重ね合わせ部におけるズレ幅>
次に、本発明のフィルムにおける重ね合わせ部のズレ幅について図面を用いて説明する。図1から図3において、符号100は本発明の積層フィルム片、符号2は(A)層、符号4は(B)層、符号6は(C)層、符号8は重ね合わせ部、符号8wは重ね幅、符号10は(A)層2の端面、符号12は(B)層4の端面、符号14は(C)層6の端面、符号16はシール部、符号18はズレ、符号18wはズレ幅、符号Aは一端側、符号Bは他端側をそれぞれ意味する。
図1及び図2は、本発明の好適な実施態様を示す図面である。図1及び2は、上から(A)層2、(B)層4、(C)層6、(B)層4、(A)層2の順に積層させたフィルムの重ね合わせ部8付近における断面図である。また各図面のうち(a)は熱処理前の状態を示す図面であり、(b)は熱処理後に重ね合わせ部においてフィルムの(A)層2の端面10と(B)層4の端面との間、又は(A)層2の端面10及び(B)層4の端面12と(C)層6の端面14との間でズレを生じた状態を示す。図3(a)は、本発明のフィルムを引き取り方向(MD)110mm、その直角方向(TD)235mmの大きさの矩形に切り出したフィルム片100を示し、図3(b)は、フィルム片100を引き取り方向(MD)の一端側Aの表層面又は裏層面と、引き取り方向(MD)の他端側Bの裏層面又は表層面とを引き取り方向(MD)に平行となるようにシールした積層フィルム上に2〜7mm幅の重ね合わせ部8を形成した状態を説明する図面である。
図3に示すように、本発明のフィルムロールから引き取り方向(MD)に110mm、その直角方向(TD)に235mmの大きさで切り出し、矩形のフィルム片100とする。次いで、フィルム片100のMDの一端側Aの表層又は裏層2の表面と、他端側Bの裏層又は表層2の表面とをMDに平行となるようにシールしてフィルム上に2〜7mm幅の重ね合わせ部8を有する筒状フィルムを作成する。次いで、この筒状フィルムを99℃で熱処理を行う。本発明において「99℃で熱処理する」とは、350ml容量の角ボトルへフィルムを被せ、99℃の温水中へ10秒間浸した状態を意味する。
99℃の熱処理後、常温に戻した場合、本発明のフィルムは、重ね合わせ部8でシールされている表層又は裏層2のMDの端面10と接着層4のMDの端面12との間、あるいは表層又は裏層2のMDの端面及び接着層4のMDの端面10,12と中間層6のMDの端面14との間のズレ18のズレ幅18wが、重ね合わせ部8の重ね幅8wに対して5%以内である。
図1は、本発明のフィルムのズレ18の第一の態様を示す。図1は、本発明のフィルム100を重ね合わせ部8でシールされた筒状フィルム(図1(a))を、99℃の熱処理後、常温に戻した場合に、重ね合わせ部8でシールされている表層又は裏層2の引き取り方向(MD)の端面10と、接着層4の端面12(若しくは中間層6、接着層4、及び表層6のMD端面14,12,10)との間にズレ18が生じている状態(図1(b))を示している。
また図2は、本発明のフィルムのズレ19の第二の態様を示す。図2は、本発明のフィルム100を重ね合わせ部8でシールされた筒状フィルム(図2(a))を、99℃の熱処理後、常温に戻した場合に、重ね合わせ部8でシールされている表層又は裏層2と接着層4との引き取り方向(MD)の端面10,12と、中間層6の引き取り方向(MD)の端面14(若しくは接着層4及び裏層又は表層2のMD端面12,10)との間にズレ18が生じた状態(図2(b))を示している。これらの場合において、ズレ幅18は重ね合わせ部8の重ね幅8wに対して5%以内である。
従来のポリエステル系樹脂からなる表裏層を有する積層フィルムは、熱処理を施した場合、表裏層と接着層との間、又は表裏層及び接着層と中間層との間で剥離するという現象が見られ、良好な外観が得られないという問題があった。これに対し、本発明のフィルムは、熱処理を施しても(A)層と(B)層との間、又は(A)層及び(B)層と(C)層との間で剥離が起こりにくく、優れた外観が得られる。
本発明のフィルムにおいて、剥離のし易さは、シール後の(A)層と(B)層、又は(B)層と(C)層との間に生じるズレによって表すことができる。すなわち、本発明のフィルムでは、99℃で熱処理した後、常温に戻したときに、前記重ね合わせ部でシールされている裏層若しくは裏面の引き取り方向(MD)の端面と、接着層の引き取り方向(MD)の端面との間のズレ幅、又は裏層若しくは表層及び接着層の引き取り方向(MD)の端面と、中間層の引き取り方向(MD)の端面との間のズレ幅が、前記重ね合わせ部の重ね幅に対して5%以内、好ましくは3%以内、さらに好ましくは2%以内である。熱処理後の重ね合わせ部におけるズレが5%以内であれば、熱処理後においても一方の外層と接着層又は接着層と内層との間で剥離がなく、優れた外観を維持できる。
上記重ね合わせ部は、引き取り方向(MD)の一端側の表裏層の表面と、引き取り方向(MD)の他端側の表裏層の表面とを引き取り方向(MD)に平行となるようにシールして前記積層フィルム上に2〜7mm幅で重ね合わせて形成される部分である。一端側の表層又は裏層と他端側の裏層又は表層をシールするために使用される溶媒としては、ペンタン、n−ヘキサン、ジエチルエーテル、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸−n−プロピル、四塩化炭素、キシレン、酢酸エチル、トルエン、ベンゼン、メチルメチルケトン、酢酸メチル、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、アセトン、イソプロパノール、エタノール、メタノール、または、これら溶剤の少なくとも2種の溶剤からなる混合溶剤を挙げることができる。また、シール幅は少なくとも2mm幅以上、好ましくは3mm幅以上であり、7mm幅以下、好ましくは5mm以下である。
<折り曲げ白化>
本発明の熱収縮性積層フィルムは、少なくとも一方向に延伸して熱収縮性フィルムに成形し、該熱収縮性フィルムから主収縮方向100mm、主収縮方向と直交する方向200mmの大きさで試験片を採取した後、主収縮方向と直交する方向を軸として線対象に折り曲げ、主収縮方向50mm、主収縮方向と直交する方向200mmの大きさで折り曲げられた後、再び、折り曲げ部を開き、もとの主収縮方向100mm、主収縮方向と直交する方向200mmの大きさ戻した際、折り曲げ部が白化することが少ない。これは、本発明の熱収縮性積層フィルムを本発明の規定する範囲に調整することにより達成できる効果である。
(熱収縮性フィルムの製造方法)
本発明のフィルムは、ポリスチレン系樹脂を主成分として含有する中間層と、該中間層の両面側に配設されるポリエステル系樹脂を主成分として含有する表裏層と、表裏層と中間層との間に形成される接着層を同時又は逐次的に積層して積層フィルムを作製し、次いで該積層フィルムを加熱し、少なくとも1軸方向に延伸して得られる。
前記積層フィルムは、Tダイ法、チューブラ法など既存の方法により、Tダイを備えた押出機を用いて共押出しすることにより、中間層、表裏層及び接着層を同時に作製することができる。また、前記積層フィルムは、各層を構成する樹脂を別々にシート化した後にプレス法やロールニップ法などを用いて積層して逐次的に作製することもできる。
前記積層フィルムは、冷却ロール、空気、水等で冷却された後、熱風、温水、赤外線等の適当な方法で再加熱され、ロール延伸法、テンター延伸法、チューブラ延伸法、長間隔延伸法などにより、同時もしくは逐次に1軸又は2軸延伸される。2軸延伸では、MDとTD方向の延伸は同時に行われてもよいが、いずれか一方を先に行う逐次2軸延伸が効果的であり、その順序はMD及びTDのどちらが先でもよい。延伸温度は、フィルムを構成する樹脂の軟化温度や熱収縮性積層フィルムに要求される用途によって変える必要があるが、概ね60℃、好ましくは70℃以上であって、130℃以下、好ましくは120℃以下の範囲で制御される。主収縮方向(TD)の延伸倍率は、フィルム構成成分、延伸手段、延伸温度、目的の製品形態に応じて2倍以上、好ましくは3倍以上、さらに好ましくは4倍以上であって、7倍以下、好ましくは6倍以下の範囲で適宜決定される。また、1軸延伸にするか2軸延伸にするかは目的の製品の用途によって決定される。
PET製容器用ラベルのように、ほぼ一方向の収縮特性を必要とする用途の場合でもその垂直方向に収縮特性を阻害しない範囲で延伸をすることも効果的となる。その延伸温度は、PET以外の成分にも依存するが、典型的には60℃以上90℃以下の範囲である。さらにその延伸倍率については、サイズが大きくなるほど耐破断性は向上するが、それに伴い熱収縮率が上昇し、良好な収縮仕上がりを得ることが困難となるため、1.03倍以上1.5倍以下であることが特に好ましい。
また、本発明のフィルムは、延伸後に延伸フィルムの分子配向が緩和しない時間内に速やかに、当フィルムの冷却を行うことにより、収縮性を付与して保持することができる。
〔成形品、熱収縮性ラベル及び容器〕
本発明のフィルムは、成形し、又は必要に応じて印刷層、蒸着層その他機能層を形成することにより、容器等の被覆フィルム、結束バンド、外装用フィルムなどの様々な成形品として用いることができる。特に本発明のフィルムを食品容器(例えば清涼飲料水用又は食品用のPETボトル、ガラス瓶、好ましくはPETボトル)用の熱収縮性ラベル、例えば複雑な形状(中心がくびれた円柱、角のある四角柱、五角柱、六角柱など)にも使用することができる。
また、本発明のフィルムは、高温に加熱すると変形を生じるようなプラスチック成形品の熱収縮性ラベル素材のほか、熱膨張率や吸水性等が本発明のフィルムとは極めて異なる材質、例えば金属、磁器、ガラス、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリメタクリル酸エステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂から選ばれる少なくとも1 種を構成素材として用いた包装体(容器)の熱収縮性ラベル素材としても利用できる。
本発明のフィルムが利用できるプラスチック包装体を構成する材質としては、上記の樹脂の他、ポリスチレン、ゴム変性耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン−ブチルアクリレート共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、(メタ)アクリル酸−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等を挙げることができる。これらのプラスチック包装体は2種以上の樹脂類の混合物でも、積層体であってもよい。
以下に本発明のフィルム、熱収縮性ラベル及び該ラベルを装着した容器の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例により何ら制限を受けるものではない。
なお、実施例に示す測定値及び評価は次のように行った。実施例では、積層フィルムの引き取り(流れ)方向を「MD」、それと直交する方向を「TD」と記載する。
<測定方法>
(1)熱収縮率
本発明のフィルムをMD20mm、TD100mmの大きさに切り取り、TDの収縮量を80℃の温水バスに10秒間浸漬し、測定した。熱収縮率は、収縮前の原寸に対する収縮量の比率を%値で表示した。
(2)層間剥離強度
本発明のフィルムを熱収縮性フィルムに成形し、得られたフィルムから主収縮方向150mm、主収縮方向と直交する方向15mmの大きさで試験片を採取した後、該試験片の主収縮方向の端面から前記(A)層を一部剥離し、前記(A)層の剥離部と、前記(C)層を含む被剥離部とを引張試験機のチャックで挟み、主収縮方向に対する試験速度100mm/minで180度剥離試験を行った。剥離試験にて得られる荷重がある程度一定となったところの平均値を層間剥離強度として評価した。
◎:層間剥離強度が2N/15mm幅以上
○:層間剥離強度が1N/15mm幅以上2N/15mm幅未満
×:層間剥離強度が1N/15mm幅未満
(3)透明性
JIS K7105に準拠して厚み40μmのフィルムのヘーズ値を測定し、透明性を評価した。
◎:ヘーズ値が5%未満
○:ヘーズ値が5%以上8%未満
△:ヘーズ値が8%以上10%未満
×:ヘーズ値が10%以上
(4)高温処理の際におけるデラミ評価
得られたフィルムをTDに235mm幅にスリットし、製袋機にてTDの両端を10mm重ねてフィルム端面をテトラヒドロフラン/シクロヘキサンを体積分率にて75/25で混合した溶剤にて幅5mmでシールし、円筒状フィルムを作製した。この円筒状フィルムをMD(TD方向と直交する方向)に110mmに切り出し、容量350mLの角型ペットボトルへ装着し、99℃の温水中で10秒間浸してから常温に戻した。フィルム被覆後は、下記基準で評価した。
◎ :フィルムの重ね合わせ部の重ね幅に対して、装着ラベルの端面におけるズレ幅が0%以上2%未満である。
○ :フィルムの重ね合わせ部の重ね幅に対して、装着ラベルの端面におけるズレ幅が2%以上5%以下である。
×:フィルムの重ね合わせ部の重ね幅に対して、装着ラベルの端面におけるズレ幅が5%より大きく、装着ラベルの外層と内層が剥離している。
(5)折り曲げ白化評価
本発明のフィルムを熱収縮性フィルムに成形し、得られたフィルムから主収縮方向100mm、主収縮方向と直交する方向200mmの大きさで試験片を採取した後、主収縮方向と直交する方向を軸として線対象に折り曲げ、主収縮方向50mm、主収縮方向と直交する方向200mmの大きさで折り曲げられた後、再び、折り曲げ部を開き、もとの主収縮方向100mm、主収縮方向と直交する方向200mmの大きさ戻した際、折り曲げ部が白化するか確認し、下記基準にて評価した。
○;フィルムの折り曲げ部に折り曲げた形跡は残るが白化しない。
×;フィルムの折り曲げ部にはっきりとした白化した線が残る。
また、各実施例、比較例で使用した原材料は、下記の通りである。
(ポリエステル系樹脂)
・共重合ポリエステル、商品名;SKYGREEN PETG S2008(SK Chemicals社製)、以下「Pes(1)」と略する。
・共重合ポリエステル、商品名:EmbreceLV(イーストマンケミカル社製)、以下「Pes(2)」と略する。
(ポリスチレン系樹脂)
・スチレン/ブタジエン=90/10(質量%)、貯蔵弾性率E’(0℃):3.15×10Pa、損失弾性率E”のピーク温度55℃のスチレン−ブタジエン共重合体、以下「PS(1)」という。
・スチレン−ブタジエン共重合体、商品名;DK−11(シェブロンフィリップス社製)、以下「PS(2)」という。
・スチレン−ブタジエン共重合体、商品名;アサフレックス830(旭化成ケミカルズ社製)、以下「PS(3)」という。
(相溶化剤)
・オキサゾリン基含有スチレン系共重合体、商品名;エポクロスRPS−1005(日本触媒社製)、以下「comp(1)」という。
・スチレン−無水マレイン酸共重合体、商品名;Dylark232(NovaChemicals社製)、以下「comp(2)」という。
・ポリエステル系エラストマー、商品名;プリマロイA1700(三菱化学社製)、以下「comp(3)」という。
・変性スチレン系エラストマー、商品名;ダイナロン8630P(JSR社製)、以下「comp(4)」という。
・(エチレン−グリシジルメタクリレート)−ポリスチレングラフト共重合体、商品名;モディパーA4100(日油社製)、以下「comp(5)」という。
積層フィルムの製膜にあたり、(B)層、及び(C)層に用いる樹脂組成物は、予め、表1に示す各実施例、比較例の(B)層配合、及び(C)層配合にて、それぞれ混合して2軸押出機(三菱重工業社製)に投入し、設定温度210℃で溶融混合し、設定温度210℃のストランドダイスより押出した後、水槽にて冷却した樹脂組成物を、ストランドカッターにより切削し、それぞれペレットを得た。下記に示す実施例、比較例の(B)層、及び(C)層に用いた樹脂組成物は上記手法により得られたペレットを用いた。
(実施例1)
3台の単軸押出機(三菱重工業社製)、および3種5層マルチマニホールド口金により、(A)層/(B)層/(C)層/(B)層/(A)層の積層共押出が可能な設備において、(A)層を形成する単軸押出機に、ポリエステル系樹脂「Pes(1)」を導入し、(B)層を形成する単軸押出機に、予めペレット化した混合樹脂組成物(Pes(1)60質量%、PS(2)40質量%)を導入し、(C)層を形成する単軸押出機に、予めペレット化した混合樹脂組成物(Pes(1)5質量%、PS(1)38質量%、PS(2)57質量%)を導入し、各押出機設定温度210℃で溶融混合後、各層の厚みが、(A)層/(B)層/(C)層/(B)層/(A)層=25μm/5μm/140μm/5μm/25μmとなるよう共押出し、60℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて幅200mm、厚さ200μmの未延伸積層シートを得た。次いで、京都機械株式会社製フィルムテンターにて、予熱温度93℃、延伸温度90℃で横一軸方向に5.0倍延伸後、63℃にて熱処理を行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例2)
表1に示すように、Pes(2)55質量%、PS(3)45質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(2)5質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例3)
表1に示すように、Pes(2)55質量%、PS(3)40質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(2)5質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例4)
表1に示すように、Pes(2)65質量%、PS(3)30質量%、comp(2)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(1)25質量%、PS(1)30質量%、PS(2)45質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例5)
表1に示すように、Pes(2)45質量%、PS(3)35質量%、comp(3)20質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(1)10質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例6)
表1に示すように、Pes(2)55質量%、PS(1)40質量%、comp(4)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(2)5質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例7)
表1に示すように、Pes(2)55質量%、PS(1)40質量%、comp(5)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(2)5質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例8)
表1に示すように、Pes(2)55質量%、PS(3)35質量%、comp(1)10質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(1)10質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例9)
表1に示すように、Pes(2)55質量%、PS(3)40質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(1)15質量%、PS(1)35質量%、PS(2)50質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(実施例10)
表1に示すように、Pes(2)55質量%、PS(3)40質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(1)35質量%、PS(1)25質量%、PS(2)40質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(比較例1)
3台の単軸押出機(三菱重工業社製)、および3種5層マルチマニホールド口金により、(A)層/(B)層/(C)層/(B)層/(A)層の積層共押出が可能な設備において、(A)層を形成する単軸押出機に、ポリエステル系樹脂「Pes(1)」を導入し、(B)層を形成する単軸押出機を止め、(C)層を形成する単軸押出機に、予めペレット化した混合樹脂組成物(Pes(2)5質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%、comp(1)5質量%)を導入し、各押出機設定温度210℃で溶融混合後、各層の厚みが、(A)層/(C)層/(A)層=25μm/150μm/25μmとなるよう共押出し、60℃のキャストロールで引き取り、冷却固化させて幅200mm、厚さ200μmの未延伸積層シートを得た。次いで、京都機械株式会社製フィルムテンターにて、予熱温度93℃、延伸温度90℃で横一軸方向に5.0倍延伸後、63℃にて熱処理を行い、厚さ40μmの熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(比較例2)
表1に示すように、comp(3)を(B)層に用い(比較例2の(B)層に用いた樹脂組成物においては、2軸押出機にて予めペレット化することなく、市販されているペレットを使用した。)、Pes(1)10質量%、PS(1)35質量%、PS(2)55質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
(比較例3)
表1に示すように、Pes(1)15質量%、PS(3)80質量%、comp(1)5質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(B)層に用い、Pes(1)35質量%、PS(1)25質量%、PS(2)40質量%にて予めペレット化した混合樹脂組成物を(C)層に用いた以外は、実施例1と同様の手法により、熱収縮性フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を表1に示す。
表1
Figure 2010264657
表1より本発明の積層体より得られた熱収縮性フィルム(実施例1〜10)は、(B)層を有しない2種3層フィルム(比較例1)と比較して、十分な層間剥離を有する熱収縮性フィルムであることが分かる。また、(A)層、(B)層、(C)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有量が本発明が規定する範囲を逸脱した場合(比較例3)、(A)層と(B)層の間の接着強度が極端に低下し、熱収縮性フィルムとしての要求特性を満たさないことが明らかとなった。
また、実施例1〜10を比較したところ、例えば、実施例2と実施例3を比較した場合、(B)層を構成する樹脂組成物中に、本発明が規定する相溶化剤を添加した場合、層間剥離強度を向上させる効果を付与することができることがわかった。また、本発明が規定する相溶化剤を用いることで、透明性や高温処理でのデラミ等に悪影響を及ぼすことなく、熱収縮性フィルムとしての機能を十分に達成できることがわかった。
さらに、層間剥離強度を向上させる目的で(B)層にポリエステル系エラストマーを使用した場合(比較例2)、高温処理でのデラミ評価において剥離が見られると共に、フィルムを折り曲げた際に折り曲げ白化が生じていた。一方、実施例1〜10に関しては、このような折り曲げ白化は確認されず、更なる意匠性の向上を達成できるフィルムであることが分かる。
本発明のフィルムは、熱収縮特性及び透明性や、常温における層間接着に優れ、かつ、高温で処理しても剥離しにくい特徴を有する、また、加工時等にフィルムを折り曲げた際に生じる白化、いわゆる折り曲げ白化を抑制した、収縮包装、収縮結束包装や収縮ラベル等の用途に適した熱収縮性積層フィルム、並びに該フィルムを用いた成形品、特にシュリンクラベル等に好適に利用することができる。
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う積層フィルム、成形品、熱収縮性ラベル、該ラベルを装着した容器もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
100 フィルム片
2 外層
4 接着層
6 内層
8 重ね合わせ部
8w 重ね幅
10 外層の端面
12 接着層の端面
14 内層の端面
16 シール部
18 ズレ
18w ズレ幅
A 一端側
B 他端側

Claims (10)

  1. 下記の樹脂組成物からなる(A)層と(C)層との間に(B)層を有する少なくとも3層からなる積層フィルムを少なくとも一方向に延伸してからなる熱収縮性積層フィルムであって、80℃の温水中に10秒間浸漬したときの主収縮方向における熱収縮率が20%以上であることを特徴とする熱収縮性積層フィルム。
    (A)層:主成分としてポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物
    (B)層:ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(A)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物
    (C)層:ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含有し、前記ポリエステル系樹脂の含有率が(B)層に含まれるポリエステル系樹脂の含有率より少ない樹脂組成物
  2. 前記(B)層、前記(C)層、または前記(B)層および前記(C)層が、ポリエステル系樹脂とポリスチレン系樹脂の相溶化を促進する相溶化剤をさらに含有し、前記相溶化剤が、下記(a)〜(e)の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の熱収縮性積層フィルム。
    (a)オキサゾリン基含有スチレン系共重合体
    (b)スチレン−無水マレイン酸共重合体
    (c)ポリエステル系エラストマー、または変性ポリエステル系エラストマー
    (d)ポリスチレン系エラストマー、または変性ポリスチレン系エラストマー
    (e)幹成分と枝成分が異なるグラフト共重合体であり、前記グラフト共重合体の幹成分、
    または枝成分が、ポリエステル系樹脂、またはポリスチレン系樹脂からなる樹脂組成物
  3. 前記(C)層に含有されるポリスチレン系樹脂が、芳香族ビニル炭化水素−共役ジエン共重合体を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の熱収縮性積層フィルム。
  4. 前記(A)層を構成するポリエステル系樹脂が、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸に由来する成分を含み、かつ、ジオール成分としてエチレングリコール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールに由来する成分を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
  5. 前記(A)層が最外層となり、(A)/(B)/(C)/(B)/(A)の3種5層構成からなることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
  6. 前記熱収縮性フィルムから主収縮方向150mm、主収縮方向と直交する方向15mmの大きさで試験片を採取した後、該試験片の主収縮方向の端面から前記(A)層を一部剥離し、前記(A)層の剥離部と、前記(C)層を含む被剥離部とを引張試験機のチャックで挟み、主収縮方向に対する試験速度100mm/minで180度剥離試験を行ったときの層間剥離強度が1N/15mm幅以上であることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
  7. JIS K7105に準拠したヘーズ値が10%以下である請求項1から6のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルム。
  8. 請求項1から7のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを基材としてなる成形品。
  9. 請求項1から7のいずれかに記載の熱収縮性積層フィルムを基材としてなる熱収縮性ラベル。
  10. 請求項8に記載の成形品、又は請求項9に記載の熱収縮性ラベルを装着した容器。
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